[发明专利]一种高效无线信息交互网络协议的设计方法

权利要求书

1.一种高效无线信息交互网络协议的设计方法，其特征在于该方法包括无线信息交互网络信道接入协议和网络动态速率传输控制协议，所述的无线信息交互网络信道接入协议，其主要步骤包括：

(1)自组织组网。其特征在于，在网络节点上电、初始化完成后，开始进行网络探测，从低频率信道往高频率信道依次扫描占用情况，根据不同的信道占用情况做出相应决策，使用相应逻辑算法协调节点加入过程与节点离开过程。所述的节点加入过程，其特征在于，节点探测完成后，获得信道占用信息，选择存在网络的信道，及适当的节点加入策略，保证节点成功加入网络。所述的节点离开分为正常离线和意外离线，其特征在于，对正常离线与意外离线设置不同的策略，保证离线节点不影响网络内其它在线节点的正常运作，不影响网络的构建和网络性能。

(2)信道接入控制方法。其特征在于，将节点的行为定义为五种状态，设定节点在不同状态下，收到不同报文数据时做出的反应，使所述的信道接入协议稳定、可靠地工作：

协议初始化：该状态为节点上电后自动进入的状态，节点在此时进行信道探测和随机竞争临时主节点。

临时主节点：节点在竞争中获胜成为临时主节点，自动生成网络地址，按周期发送本地数据信息；同时，临时主节点收到新上线节点的上线请求后发出相应指令，维持网络秩序。

等待加入：如果同时上线的节点有多个，竞争临时主节点失败的节点将由初始化状态转到等待加入状态，该状态中的节点根据临时主节点的指令消息，随后进入在线成员状态。

在线成员：当节点加入网络后，节点的状态更改为在线成员，在线成员节点按照预定时序依次发送数据信息，并可以在数据信息中加入指令。

休眠：节点在发送休眠指令后，进入休眠状态，该状态主要是为了方便重新加入在线成员和节省功耗，并省去不必要的功能。

(3)信道接入协议的退避算法。其特征在于，根据退避时间、区间设定退避计数器的值。当冲突发生时，计数器递增，退避区间的左边界左移使退避区间增大，同时使平均退避时长减小，从而增大退避节点在下一次发送时的成功概率，随着退避计数器的继续增大，也为比较拥堵的网络提供更大的退避空间；数据发送成功后，采用负指数幂等形式以较快速度删减退避计数器的值，从而迅速减轻网络压力。

2.根据权利要求1，所述的网络动态速率传输控制协议，其特征在于，实现了各个节点不同速率的动态调整。首先，通过相应的算法确定节点发送数据的动态请求速率，并对其进行标识；然后，对数据传输过程进行实时控制，让节点的数据传输按照实时信息交互需求进行调整；再次，设置完整的调整策略来协调不同优先级的节点；最后，将不重要的节点采集到的实时信息进行压缩融合，除去冗余的、无实用性的高精度数据，为重要节点的数据留出更多的网络带宽，保证具有重要信息的相关节点间的高速信息交互。在数据请求速率存在差异的情况下，为了提高网络节点的信息交互效率，各个节点必须维护一份节点优先级分类列表，并在此基础上动态生成一组用于分配数据信息交互时隙的节点列表。

3.根据权利要求1，对所述的信道接入控制方法进行网络节点的时隙划分和时钟同步，保证网络中节点的信息按照预先设定的逻辑进行交互，提高网络的实时性能和服务质量。同时，针对所述的信道接入控制方法，设计数据帧格式，用于网络协调控制和数据信息传输。